بیگ بنگ: آزمایش انجام شده در مورد سیاهچاله‌ها در آزمایشگاه، شواهد جدیدی ارائه کرد که نشان می دهد این اجرام اسرارآمیز فضایی واقعا از خود تابش‌هایی به بیرون منتشر می کنند.

به گزارش بیگ بنگ، فیزیکدانان نشان دادند که دما یکی از پیش نیازهای مهم برای تابش است و استیون هاوکینگ این مورد را پیش‌بینی کرده بود. تحت نظریه نسبیت عام، گریز از چنگال سخت سیاهچاله امکان ندارد. نیروی گرانش آن به قدری شدید است که حتی نور هم یارای گریز از آن را ندارد. بنابراین، بر اساس نسبیت عام، سیاهچاله هیچ تابش الکترومغناطیسی نشر نمی کند.

اما بر اساس نظریه‌ای که هاوکینگ در سال 1974 میلادی مطرح کرد، وقتی مکانیک کوانتومی را به محاسبات اضافه کنید، سیاهچاله چیزی منتشر می کند: یک نوع تابش الکترومغناطیسی وجود دارد که به آن «تابش هاوکینگ» می گویند. این انتشار نظری به تابش ِ ناشی از جرم سیاه شباهت دارد که در اثر دمای سیاهچاله ایجاد شده است. این تابش اگر وجود داشته باشد، به قدری ضعیف است که دستگاه‌ها و ابزارآلات فعلی ما توانایی شناسایی آن را ندارند. گرفتن دمای سیاهچاله نیز کار آسانی نیست. سیاهچاله‌ای به جرم خورشید، میتواند دمایی معادل 60 نانوکلوین داشته باشد. تابش پس زمینه ریزموج کیهانی که این جرم جذب می کند، بسیار بالاتر از تابش هاوکینگ است؛ پس هر قدر سیاهچاله بزرگتر باشد، دما تقلیل پیدا می کند.

بگذارید نگاهی به بررسی‌های آزمایشگاهی‌مان بیندازیم. محققان اوایل سال جاری، آنالوگی از فیبر نوری ساختند. اما این بار، سیستم از یک دسته اتم‌های خیلی سرد روبیدیم ساخته شده است که به آنها چگال بوز-اینشتین گفته می شود. وقتی این چگال شروع به جاری شدن می کند، چیزی به نام سیاهچاله آکوستیک تولید می کند: این جرم صدا را حبس می کند، نه نور. در بخش پرانرژی آزمایش، چگال (condensate) به کندی جاری می شود؛ در بخش کم انرژی، سرعت جاری شدن آن بالاست. در فضای میانی هم افق رویداد وجود دارد.

همانطور که «جِف استاینهور» از موسسه فناوری تکنیون اسرائیل به همراه همکارانش در سال 2016 نشان داد، وقتی یک جفت فونون درهم تنیده در این افق رویداد ظاهر می شود، یکی به دلیل چگال کند دور می شود؛ و این آنالوگ یا قیاس تابش هاوکینگ است. اما چگال سریع با سرعتی بالاتر از فونون دیگر حرکت می کند؛ لذا سیاهچاله متشابه آن را می بلعد.

«اولف لیونهارت» که سرپرستی آزمایش فیبر نوری را بر عهده داشت، بر این باور بود که در اینجا یک نوع نابهنجاری آماری وجود دارد. لذا تیم تحقیق به آزمایشگاه بازگشته و آزمایش خود را این بار به شکل دقیق‌تر انجام داده و مواردی را نیز تصحیح کردند. نتایج جدید محققان بار دیگر نشان می دهد که یک فونون به فضای فرضی رانده می شود، و فونون دیگر توسط سیاهچاله فرضی بلعیده می شود. این بار، احتمال کمی برای «عدم قطعیت» در نظر گرفته شده است. لیونهارت در مصاحبه‌ای گفت: «من به آقای جِف بابت کارهای تحقیقاتی‌شان تبریک می گویم؛ زیرا او گام مهمی برداشته است. او باید به این کارش افتخار کند و ما باید آن را در قالب مقاله‌ای ارزنده جشن بگیریم.»

آزمایش نتیجه دیگری هم بدست آورد. «سیلک واینفورتنر» ریاضیدان از دانشگاه ناتینگهام این چنین می نویسد:«نکته تازه‌ای که در کارهای تحقیقاتی این افراد دیده می شود، یک طرح شناسایی هوشمندانه است که از آن برای تعیین دمای تابشِ نشر شده استفاده می کنند.» این مقاله در مجله معتبر Nature منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com